[发明专利]一种基于图形化石墨烯薄膜的微流控芯片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于图形化石墨烯薄膜的微流控芯片及其制备方法。本发明利用图形化石墨烯薄膜制备的微流控芯片，具有良好的生物兼容性，制备方法简单易行，工艺参数可控，检测得到的电信号强度是普通微流控芯片的2倍。

技术领域

本发明涉及一种基于图形化石墨烯薄膜的微流控芯片及其制备方法，属于光电子集成电路技术领域。

背景技术

微流控技术是一种精确控制及操控特征尺寸在几十到几百微米之间微尺度流体的方法。由于微流控芯片的通道尺寸和单细胞的尺寸大致相当,一般在几十至几百微米,能够从空间和时间上对流体进行精确地控制,节省大量的试剂和细胞,具有传统细胞行为研究技术无可比拟的优势,因此微流控技术的发展为单细胞行为的研究提供了新的思路和方法。

单细胞水平的生物物理特性表征可有效阐明细胞的功能和状态,揭示细胞的单体差异性,对于细胞的分化和病理研究,以及疾病的早期临床诊断和治疗具有非常重要的意义。生物阻抗检测技术广泛应用于细胞生理行为相关的研究,也是用于构建细胞阻抗传感器的基础。经典的细胞阻抗电极是平面的金电极,这种电极尽管可以很好的实时传导细胞电阻抗的变化,但是往往需要在金电极上增加一些特定的抗体等化学修饰,从而实现细胞定位。另外,二维的平面的电极往往只能够传感细胞在平面方向(即XY轴)的延伸和迁移,但并不能反映细胞在纵向(即Z轴)的运动和变化,这对于立体三维结构细胞的阻抗分析是不全面的。由于细胞的表面布满着微纳米尺度的丝状伪足,如果从仿生的角度制备出和细胞表面的丝状伪足同尺度相匹配的电极材料和界面,增加细胞表面和界面电极材料的相互作用,为电信号的提取提供更多的接触点和更大的接触力,这将大幅度的增强细胞的电阻抗信号,更加能够区分和监测单细胞癌变的过程。

鉴于以上背景和问题，本发明采用预图形化的石墨烯薄膜来制备微流控芯片。

发明内容

本发明包括如下技术方案：所述微流控芯片由流道、盖板、子芯片组成，所述子芯片布置于流道与盖板之间，所述子芯片上布置有电极，所述电极底座包括金层和位于金层上表面的石墨烯层，所述石墨烯层具有和细胞表面的丝状伪足相匹配的微纳褶皱和纹理结构。

器件的制备工艺为通过传统的微纳加工方法实现，具体制备具有如下：

1、在玻璃基板上以2500rpm旋涂正光刻(S1818)以产生2um厚的PR层。通过UV曝光和 显影将掩模版上的图案转印到玻璃基板上。

2、通过磁控溅射的方法依次将Cr/Au/Ti(10nm/100nm/100nm)通过溅射到经过剥离工艺处理的玻璃基板上。

3、浸入丙酮溶液中半小时，然后用乙醇和去离子水漂洗，以完全洗掉光致抗蚀剂层，形成图案化的金电极层。

4、将已制备好的图形化石墨烯薄膜转移到图案化的金电极上。

5、键合于PDMS流道及PDMS盖板。

附图说明

图1所示为所发明芯片侧视示意图。子芯片1、电极2、金层3、石墨烯层4、流道5、盖板6。

图2所示为所发明芯片的加工流程图。

具体实施方式

接下来结合附图对本发明技术方案进行描述。实例在本发明整体技术方案的前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。仅以此为例，但本发明的保护范围不限于下述的实例。

（1）在玻璃基板上以2500rpm旋涂正光刻(S1818)以产生2um厚的PR层。通过UV曝光和 显影将掩模版上的图案转印到玻璃基板上。

（2）通过磁控溅射的方法依次将Cr/Au/Ti(10nm/100nm/100nm)通过溅射到经过剥离工艺处理的玻璃基板上。